АЭС с реакторами канального типа. Возможности их развития(конструкция, основные характеристики, водно-химический режим,СВО, дезактивация)

Российский Химико-Технологический Университет

им. Д.И. Менделеева

 

 

 

 

 

 

 

Институт материалов современной энергетики и нанотехнологий.

 

Кафедра химии высоких энергий и радиоэкологии.

 

 

 

 

 

Реферат а тему: «АЭС с реакторами канального типа. Возможности их развития(конструкция, основные характеристики, водно-химический режим,СВО, дезактивация)»

 

 

 

 

 

 

 

Содержание              

 

Введение.........................................................................................................3

 

1. Устройство и основные характеристики реакторов РБМК...................5

1.1 Основные данные..........................................................................5

1.2 Внутри реакторные конструкции................................................8

1.3 Запорно - регулирующий клапан................................................13

1.4 Разгрузочно-загрузочная машина...............................................14

1.5 Тепловыделяющие сборки..........................................................16

1.6 Защита от ионизирующего излучения  ректора.................................................................................................19

1.6.1 Конструкция защиты от ионизирующего излучения     ректора......................................................................................19

1.6.2  Результаты исследования защиты и радиационной     безопасности АЭС с реакторами РБМК-1000.......................24

 

2. Технологическая схема производства электроэнергии на АЭС с реакторами типов РБМК...................................................................................................27

 

3. Водно-химический режим на АЭС с реакторами типа РБМК.............29

3.1  Общие положения.........................................................................29

3.2 Средства обеспечения водно-химического режима....................31

3.3 Радиолиз водного теплоносителя................................................31

 

4. Система СВО .............................................................................................33

 

5. Дезактивация..............................................................................................35

 

6. Сравнение ВВЭР, РБМК и других реакторов.........................................36

 

7. Некоторые сведения о прочих реакторах канального типа..................41

7.1 CANDU...........................................................................................41

7.2 Реактор типа ЭГП..........................................................................42

8. Сравнение РБМК, CANDU и ЭГП-6.......................................................45

 

9. Перспективы использования....................................................................47

 

Выводы ..........................................................................................................48

 

Список использованной литературы...........................................................49

Введение

 

Канальные реакторы открыли дорогу получению электричества с помощью ядерной энергии. Именно реактор канального типа стал сердцем первой в мире АЭС в г. Обнинске. В российской атомной жизни канальные реакторы играют особую роль. Они стали основой оборонного комплекса, затем первенцами в выработке электроэнергии, и лидерами в освоении больших мощностей в условиях технологического отставания отечественного машиностроения, когда промышленность еще не обладала технологией изготовления корпусных реакторов.

После аварии на Чернобыльской АЭС именно в направлении канальных реакторов было осуществлено наибольшее количество инноваций, с тем чтобы "не только не допустить повторение подобных случаев, но сделать их невозможными даже теоретически".

 

Будущее российской и мировой атомной энергетики, доля которой в общемировом потреблении электроэнергии составляет 17%, связывается со снижением затрат и сроков на строительство новых более мощных реакторов с высоким уровнем безопасности и продлением ресурса уже действующих атомных электростанций (АЭС). К числу таких станций относятся и АЭС с реакторами канального типа: российским легководным реактором РБМК (Реактор Большой Мощности Канальный) и канадским тяжёловодным реактором CANDU (CANada Deiterium Uranium). В настоящее время реакторы РБМК эксплуатируются в России (11 блоков) и Литве (2 блока)(Игналинская АЭС выведена из эксплуатации в 2009 году). Реакторы CANDU, на которых базируется ядерная энергетика Канады (22 блока), нашли более широкое распространение и используются в таких странах как Индия (6 блоков), Республика Корея (4 блока), Пакистан, Аргентина, Китай и Румыния (по 1 блоку). И если в России после аварии на Чернобыльской АЭС не предусматривается развитие реакторов РБМК, то в Канаде, помимо продления сроков эксплуатации имеющихся реакторов CANDU, решаются задачи и по разработке более энергоёмких и конкурентоспособных ядерных установок этого типа, обеспечивающих надёжность и безаварийность.

Доля электроэнергии, вырабатываемой АЭС с реакторами РБМК, составляет почти половину общей выработки электричества на АЭС России.

Начало работы над реакторами РБМК относится к 1963 году. Первый вариант реактора представлял собой развитие двухцелевого направления на металлическом уране с циркониевыми канальными трубами. В 1967 году реактор приобрел свой окончательный вид чисто энергетического реактора с  топливом в виде диоксида урана. Первый энергоблок с подобным реактором пущен в 1973 году на Ленинградской АЭС, а всего с 1973 по 1978 годы введено в эксплуатацию 6 таких блоков на Ленинградской и курской АЭС. Разработка РБМК явилась значительным шагом в развитии атомной энергетики СССР, поскольку такие реакторы позволяют создать крупные АЭС большой мощности.

26 апреля 1986 года авария на четвертом блоке Чернобыльской АЭС заставила пересмотреть физические особенности реакторов РБМК, ужесточить требования технологического регламента в целях повышения безопасности данных реакторов.

 

 

Таблица 1.1 Структура АЭС России

АЭС	Суммарная мощность, МВт	Структура установленной мощности	Тип реактора
Балаквская	4000	4 энергоблока по 1000 МВт	ВВЭР-1000
Нововоронежская	1880	2 энергоблока по 440 МВт  1 энергоблок 1000 МВт	ВВЭР-440  ВВЭР-1000
Кольская	1760	4 энергоблока по 440 МВт	ВВЭР-440
Ростовская	1000	1 энергоблок 1000 МВт	ВВЭР-1000
Калининская	2000	2 энергоблока по 1000 МВт	ВВЭР-1000
Ленинградская	4000	4 энергоблока по 1000 МВт	РБМК-1000
Смоленская	3000	3 энергоблока по 1000 МВт	РБМК-1000
Курская	4000	4 энергоблока по 1000 МВт	РБМК-1000
Билибинская	48	4 энергоблока по 12 МВт	ЭГП-6
Белоярская	600	1 энергоблок 600 МВт	БН-600

 

 

Ввиду того, что в российской федерации самым распространённым реактором канального типа является РБМК-1000, рассмотрим его устройство подробнее.

1. Устройство и основные технические характеристики реактора РБМК

1.1 Основные данные

 

 

Табл. 1.2 Технические данные реактора РБМК:

Мощность энергоблока электрическая, МВт	1000
Мощность реактора тепловая, МВт	3200
КПД, %	31,3
Высота активной зоны, м	7
Диаметр активной зоны, м	1,8
Число каналов	1693
Загрузка топлива	192
Обогащение топлива, %	2
Диаметр твэла, мм	13,6

 

Теплоноситель — вода.

 

Топливо: двуокись урана UO₂ 2% обогащения;

двуокись урана UO₂ 2,4% обогащения, содержащая эрбий;

двуокись урана UO₂ 2,6% обогащения, содержащая эрбий.

 

Замедлитель - графитовая кладка, состоящая из колонн квадратного сечения.

 

Периферийные колонны кладки образуют боковой отражатель реактора, торцевые блоки колонн — верхний и нижний отражатели. В центральные сквозные отверстия колонн замедлителя установлены технологические каналы (ТК) и каналы системы управления и защиты (СУЗ) реактора, в периферийных колоннах — каналы охлаждения отражателя (КОО) и каналы СУЗ.

В ТК загружаются кассеты с топливом, предназначенные для генерации тепловой энергии. Теплосъём с топливных кассет осуществляется водой контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ). В каналах СУЗ размещаются исполнительные механизмы СУЗ, камеры деления (КД) и датчики контроля энерговыделения по высоте активной зоны реактора (ДКЭВ).

Номинальный температурный  режим работы механизмов и датчиков СУЗ и охлаждение отражателя обеспечивается насосно-теплообменной установкой контура охлаждения СУЗ (НТУ КО СУЗ).

 

 

У реакторов РБМК-1000 ТВС и технологический канал являются раздельными узлами. К установленным в реактор каналам с помощью неразъемных соединений подсоединены трубопроводы - индивидуальные тракты подвода и отвода теплоносителя. Загружаемые в каналы ТВС крепятся и уплотняются в верхней части стояка канала. Таким образом, при перегрузке топлива не требуется размыкания тракта теплоносителя, что позволяет осуществлять ее с помощью соответствующих перегрузочных устройств без остановок реактора.

При создании таких реакторов решалась задача экономичного использования нейтронов в активной зоне реактора. С этой целью оболочки твэлов и трубы канала изготовлены из слабо поглощающих нейтроны циркониевых сплавов. В период разработки РБМК температурный предел работы сплавов циркония был недостаточно высок. Это определило относительно невысокие параметры теплоносителя в РБМК. Давление в сепараторах равно 7,0 МПа, чему соответствует температура насыщенного пара 284 °С. Схема установок РБМК одноконтурная. Пароводяная смесь после активной зоны попадает по индивидуальным трубам в барабаны-сепараторы, после которых насыщенный пар направляется в турбины, а отсепарированная циркуляционная вода после ее смешения с питательной водой, поступающей в барабаны-сепараторы от турбоустановок, с помощью циркуляционных насосов подается к каналам реактора.

Рис. 1.1 Схема энергоблока АЭС с реактором типа РБМК.

 

 

Эффективность канальных реакторов типа РБМК в значительной степени зависит от мощности, снимаемой с каждого канала. Распределение мощности между каналами зависит от плотности потока нейтронов в активной зоне и выгорания топлива в каналах. При этом существует предельная мощность, которую нельзя превышать ни в одном канале. Это значение мощности определяется условиями теплосъема.

Первоначально проект РБМК был разработан на электрическую мощность 1000 МВт, чему при выбранных параметрах соответствовала тепловая мощность реактора 3200 МВт. При имеющемся в реакторе количестве рабочих каналов (1693) и полученном коэффициенте неравномерности тепловыделения в активной зоне реактора максимальная мощность канала составляла около 3000 кВт. В результате экспериментальных и расчетных исследований было установлено, что при максимальном массовом паросодержании на выходе из каналов около 20 % и указанной мощности обеспечивается необходимый запас до кризиса теплосъема. Среднее паросодержание по реактору составляло 14,5%.

Для повышения эффективности реакторов РБМК были изучены возможности увеличения предельной мощности каналов. В результате конструкторских разработок и экспериментальных исследований оказалось возможным путем интенсификации теплообмена увеличить предельно допустимую мощность канала в 1,5 раза до 4500 кВт при одновременном повышении допустимого паросодержания до нескольких десятков процентов. Необходимая интенсификация теплообмена достигнута благодаря разработке ТВС, в конструкции которой предусмотрены интенсификаторы теплообмена.

При увеличении допустимой мощности канала до 4500 кВт тепловая мощность реактора РБМК повышена до 4800 МВт, чему соответствует электрическая мощность 1500 МВт. Такие реакторы РБМК-1500 работают на Игналинской АЭС. Увеличение мощности в 1,5 раза при относительно небольших изменениях конструкции с сохранением размеров реактора является примером технического решения, дающего большой эффект.

 

 

1.2 Внутриреакторные конструкции

 

 

ТВС в РБМК состоят из двух частей — нижней и верхней, каждая из которых содержит 18 твэлов стержневого типа из таблеток спеченной двуокиси урана, заключенных в оболочку из циркониевого сплава. Высота активной части топлива в твэле 3,5 м, общая высота активной зоны в РБМК 7,0 м. Диаметр твэла 13,5 мм. Расположение твэлов в ТВС с требуемым шагом (минимальный зазор между твэлами 1,7 мм) обеспечивается с помощью дистанционирующих решеток, состоящих из 19 ячеек, из которых 18 служат для дистанционирования твэлов, а центральная ячейка — для крепления решетки к каркасной трубке ТВС. Ячейки сварены между собой точечной сваркой в единую конструкцию. В ТВС с интенсификацией теплообмена в решетках верхней части имеются устройства для турбулизации потока теплоносителя, что и обеспечивает интенсификацию теплообмена. ТВС крепятся к подвеске, в верхней части которой находится запорное устройство-пробка, предназначенная для закрепления подвески с ТВС в канале и одновременно герметизации канала. Крепление подвески осуществляется с помощью шариков, которые фиксируются в кольцевой канавке, выполненной на внутренней поверхности верха стояка канала, распорной втулкой при ее перемещении за счет вращения винта. При фиксированных шариках и дальнейшем вращении винта производится уплотнение подвески в канале путем обжатия герметизирующей прокладки. Все указанные операции производятся разгрузочно-загрузочной машиной.

Помимо топливных каналов в активной зоне РБМК имеется 179 каналов СУЗ. Стержни СУЗ предназначены для регулирования радиального поля энерговыделения (PC), автоматического регулирования мощности (АР), быстрой остановки реактора (A3- автоматической защиты) и регулирования высотного поля энерговыделения (УСП), причем стержни УСП длиной 3050 мм выводятся из активной зоны вниз, а все остальные длиной 5120 мм, вверх.

Для контроля за энергораспределением по высоте активной зоны предусмотрено 12 каналов с семисекционными детекторами, которые установлены равномерно в центральной части реактора вне сетки топливных каналов и каналов СУЗ. Контроль за энергораспределением по радиусу активной зоны производится с помощью детекторов, устанавливаемых в центральные трубки ТВС в 117 топливных каналах. На стыках графитовых колонн кладки реактора предусмотрено 20 вертикальных отверстий диаметром 45 мм, в которых устанавливаются трехзонные термометры для контроля за температурой графита.

 

 

 

 

Реактор размещен в бетонной шахте размером 21,6х21,6х25,5 м. Нижняя плита толщиной 2 м и диаметром 14,5 м состоит из цилиндрической обечайки и двух листов, в которые герметично вварены трубные проходки для топливных каналов и каналов управления.. Весь объем внутри плиты между проходками заполнен серпентинитом, благодаря чему она, являясь биологической защитой, обеспечивает возможность проведения работ в под реакторном пространстве во время остановки реактора.

Нижняя плита через сварную металлоконструкцию в виде креста опирается на бетонное основание шахты реактора. Реактор окружен боковой защитой в виде кольцевого бака с водой, который установлен на опорных конструкциях, крепящихся к бетонному основанию шахты реактора. Наружный диаметр бака равен 19 м, внутренний на высоте 11 - 16,6 м. На верхнем торце бака на 16 катковых опорах установлена верхняя плита, аналогичная по конструкции нижней. Толщина верхней плиты 3 м, диаметр 17,5 м. Вокруг верхней плиты имеется дополнительная боковая защита в виде кольцевого бака с водой высотой 3,2 м, наружным диаметром 19 м, а внутренним 17,8 м.

Нижняя и верхняя плиты соединены между собой герметичным кожухом из листового проката толщиной 16 мм. В нижней части кожуха имеются компенсаторы линейного удлинения с толщиной стенки 8 мм. Вверху и внизу кожух и бак боковой защиты соединены диафрагмами с компенсаторами линейных удлинений. Таким образом, между кожухом и боковой защитой образуется кольцевая, также герметичная, полость.

Внутри герметичного кожуха реактора на нижней плите установлена графитовая кладка реактора, состоящая из 2488 вертикальных графитовых колонн, собранных из прямоугольных блоков высотой 200, 300, 500 и 600 мм, с основанием 250x250 мм я внутренним отверстием диаметром 114 мм. 1693 колонны предназначены для установки в них топливных каналов, 179 - для каналов СУЗ реактора, остальные являются боковым отражателем. В отверстиях периферийных колонн установлены металлические охлаждаемые водой штанги, фиксирующие графитовую кладку при перемещениях в радиальном направлении. Каждая графитовая колонна установлена на опорный стакан, прикрепленный к нижней плите. На опорные стаканы крепится стальная диафрагма толщиной 5 мм, предназначенная для уменьшения теплопередачи излучением от кладки к нижней плите и для организации распределения потока газа внутри реактора. Для кладки реактора используется графит плотностью 1,65 г/см³. Общий эквивалентный диаметр кладки 13,8 м (диаметр активной зоны 11,8 м, толщина бокового отражателя 1 м). Высота кладки 8 м (высота активной зоны 7 м, толщины торцевых отражателей по 0,5 м).

Внутренняя полость реактора заполнена прокачиваемой через кладку азотно-гелиевой смесью с небольшим избыточным давлением, благодаря чему обеспечивается нейтральная атмосфера для находящегося при высокой температуре графита, что предотвращает его выгорание. В результате добавки гелия увеличивается теплопроводность газовой смеси и улучшаются условия теплоотвода от графитовой кладки к теплоносителю внутри каналов. Газовая среда реактора служит также для вентиляции внутриреакторного пространства и для контроля целостности каналов. Откачка газа из реактора осуществляется из вваренных в верхнюю плиту проходок-стояков по индивидуальным импульсным трубкам, проложенным над верхней плитой. Газ в эти трубки поступает снизу кладки, проходя вдоль канала. В случае нарушения целостности канала газ увлажняется, определяется проводимым анализом влажности газа. Полость вокруг кожуха реактора заполнена азотом, давление которого несколько больше давления газа внутри кожуха. Благодаря этому исключаются утечки газа из внутриреакторного пространства через кожух.

Каналы для стержней реактора представляют собой трубчатую конструкцию, состоящую из центральной, выполненной из циркониевого сплава части на высоте активной зоны и нижней и верхней концевых частей, выполненных из нержавеющей стали. Концевые части присоединяются к центральной циркониевой трубе через заранее изготовленные переходники сталь-цирконий. Циркониевая часть топливного канала изготовлена из трубы 88х4, а канала СУЗ из трубы 88х3. Длина топливного канала 18,2 м, диаметр в нижней части 60 мм, а в верхней 121 мм, длина канала СУЗ 21,3 м. Каналы привариваются к внутренней поверхности стояков верхней плиты, а со стояками нижней плиты соединяются через сильфонные узлы, обеспечивающие компенсацию линейных удлинений канала при разогреве и в результате осевой ползучести циркониевого сплава. Тем самым в пределах реактора формируется тракт для теплоносителя, образуемый собственно технологическим каналом и частью стояков верхней плиты выше шва приварки каналов к этим стоякам. На циркониевую часть канала надеты разрезные графитовые кольца. Эти кольца через одно плотно облегают трубу канала или прижаты к поверхности отверстия графитовой кладки. По торцам кольца имеют плотный контакт. Разрезные кольца обеспечивают теплопередачу от графитовой кладки к теплоносителю, протекающему в канале, и дают возможность изменяться размерам каналов за счет ползучести, и отверстиям в графите за счет усадки.

К нижним частям каналов приварены трубопроводы для подхода в топливных каналах и для отвода в каналах СУЗ теплоносителя. К стоякам выше мест приварки каналов также приварены трубопроводы для отвода теплоносителя в топливных и для подвода — в каналах СУЗ. Трубопроводы подвода воды к топливным каналам — нижние водяные коммуникации имеют диаметр 57 мм, а толщину стенки 3,5 м. Вода в них поступает из 44 групповых коллекторов (по 22 коллектора на каждую сторону реактора). К групповым коллекторам вода подается от напорных коллекторов главных циркуляционных насосов. Вся разводка как подводящих, так и отводящих трубопроводов выполнена симметрично относительно осевой плоскости. Также симметрично расположено основное оборудование реакторной установки.

Индивидуальные трубопроводы для отвода пароводяной смеси от каналов к сепараторам — пароводяные коммуникации диаметром 76 мм и толщиной стенки 4 мм образуют два ряда перед входом в каждый сепаратор. Между этими рядами установлены специальные короба с биологической защитой, внутри которых перемещаются детекторы контроля герметичности оболочек твэлов (КГО). С определенным интервалом времени детекторы проходят мимо каждого трубопровода с теплоносителем, фиксируя при этом активность теплоносителя в нем. В случае разгерметизации оболочек твэлов в каком-либо канале активность в трубопроводе возрастет, что и зафиксируется системой КГО, которая вырабатывает сигнал, по которому ТВС с дефектными твэлами должна быть извлечена из канала.

1.3 Запорно-регулирующий клапан.

Характерная особенность канальных реакторов - возможность регулирования и контроля расхода теплоносителя по каждому каналу. Это позволяет получать на выходе всех каналов примерно одинаковые теплотехнические параметры и иметь минимально необходимый расход теплоносителя через реактор. Требуемый для каждого канала расход определяется его мощностью, которая в свою очередь зависит от места нахождения канала в реакторе и от выгорания топлива. В связи с этим мощность, а следовательно, и необходимый расход теплоносителя в течение кампании постепенно (при перегрузке топлива скачкообразно) изменяются. Регулирование расхода осуществляется с помощью запорно-регулирующего клапана (ЗРК), изображенного на рис. 1.4. Расход регулируется путем изменения зазора между наконечником и седлом дросселя. ЗРК вместе с расходомерами устанавливают на индивидуальных водяных трубопроводах около групповых коллекторов. Управление ими осуществляется из помещения, расположенного над групповыми коллекторами и отделенного от последнего бетонной защитой.

 

1.4 Разгрузочно-загрузочная машина.

 

Перегрузка топлива в реакторах РБМК осуществляется с помощью разгрузочно-загрузочной машины (РЗМ), обеспечивающей возможность замены топлива без остановки реактора (рис. 1.5). В РЗМ имеется окруженный биологической защитой (контейнером) герметичный пенал-скафандр, снабженный поворотным магазином с четырьмя гнездами для ТВС и других устройств. Скафандр оборудован специальными механизмами для выполнения работ по перегрузке.

Скафандр установлен на тележке мостового крана с пролетом 21 м, перемещающегося по рельсам, проложенным вдоль стен реакторного зала. При перегрузке топлива скафандр уплотняется по наружной поверхности стояка канала, и в нем создается давление воды, равное давлению теплоносителя в каналах. В таком состоянии разуплотняется запорная пробка, извлекается отработавшая ТВС с подвеской, устанавливается новая ТВС, и уплотняется пробка. Во время всех этих операций вода из РЗМ поступает в верхнюю часть канала и, смешиваясь с основным теплоносителем, выводится из канала по отводящему трубопроводу. Таким образом, при перегрузке топлива обеспечивается непрерывная циркуляция теплоносителя через перегружаемый канал, при этом вода из канала не попадает в РЗМ.

Управление машиной осуществляется из операторской кабины, расположенной за торцевой стеной реакторного зала. Установка машины над соответствующим каналом производится по координатам, а точное наведение на канал с помощью оптико-телевизионной системы, через которую можно наблюдать головку пробки канала, или с помощью контактной системы, в которой возникает сигнал при касании детектора с боковой поверхностью верха стояка канала.

Механизмы для подъема и опускания ТВС с подвеской расположены в верхней части скафандра. Перемещение захвата и управление им осуществляется через две цепи. С верхом стояка канала скафандр соединяется через стыковочный патрубок, который управляется механизмом перемещения. По наружной поверхности стояка канала патрубок уплотняется с помощью резиновых надувных манжет. Уплотнение и разуплотнение запорной пробки в канале осуществляется приводом герметизации. В скафандре имеется еще запорное устройство, герметизирующее его снизу при перемещениях РЗМ по реакторному залу. На ферме машины, установленной на тележке, расположено технологическое оборудование для снабжения РЗМ водой, конденсатом и воздухом, необходимым для ее работы.

 

 
1.5 Тепловыделяющие сборки.

К твэлам и ТВС предъявляются высокие требования по надежности в течение всего срока службы. Сложность реализации их усугубляется тем, что длина канала составляет 7000 мм при относительно небольшом его диаметре, и при этом должна быть обеспечена машинная перегрузка кассет как на остановленном, так и на работающем реакторе. Напряженные условия работы ТВС в реакторах РБМК предопределили необходимость проведения большого комплекса предреакторных и реакторных испытаний. Основные параметры, характеризующие условия работы ТВС, приведены в таблице 1.3.

 

 

Табл. 1.3 Условия работы ТВС

Параметр	Размерность	Величина
Мощность максимально напряженного канала	кВт (тепловых)	3000—3200
Расход теплоносителя через канал при максимальной мощности	т/ч	29,5—30,5
Максимальное массовое паросодержание на выходе из кассет	%	19,6
Параметры теплоносителя на входе в кассету
Давление	кгс/см2	79,6
Температура	°С	265
Параметры теплоносителя на выходе из кассеты:
Давление	кгс/см2	75,3
Температура	°С	289,3
Максимальная скорость	м/с	18,5
Максимальная температура:
Наружной поверхности оболочки,	° С	295
Внутренней поверхности оболочки	° С	323
Коэффициенты неравномерности энерговыделения:
По высоте кассеты	-	1,4
По радиусу кассеты	-	1,06
Начальное обогащение урана	%	1,8—2,4
Среднее по каналам плато выгорания урана	ГВт x сут/т UO2	19,5—24,4
Максимальное выгорание топлива	ГВт x сут/т UO2	24—28
Кампания кассеты с выгоранием 24 ГВт x сут/т UO2,	Эффективные сутки	1250—1700
Срок службы кассеты при коэффициенте использования 0,85	сут.	1470
Максимальная линейная мощность твэла	Вт/см	360—385
Максимальная температура в центре топливной таблетки	°С	2100

 

 

 

1.6 Защита от ионизирующего излучения ректора.

 

1.6.1 Конструкция защиты от ионизирующего излучения ректора.

Поскольку реактор является мощным источником ионизирующего излучения, представляющего опасность, как для персонала, так и для оборудования он снабжен защитой, которая снижает поток излучения до приемлемого уровня и делает возможной нормальную эксплуатацию всей установки в целом. Реактор РБМК размещен в бетонной шахте квадратного сечения размером 21,6х21,6х25,5 м. Графитовые блоки, из которых собрана активная зона, располагаются в герметичной полости (реакторном пространстве), образованной нижней и верхней металлоконструкциями и цилиндрическим кожухом. Разрез по шахте реактора показан на рисунке 1.8 Радиационная защита стального кожуха и компенсаторов от потока быстрых нейтронов осуществляется боковым графитовым отражателем толщиной 100 см. Между торцевыми отражателями, имеющими толщину 50 см, и верхней и нижней металлоконструкциями на каждой графитовой колонне устанавливаются стальные блоки, предназначенные для снижения флюенса быстрых нейтронов на листы несущих нагрузку металлоконструкций, а также для уменьшения энерговыделения в них за счет поглощения излучений. Толщина нижних блоков 20 см; верхние блоки несколько большей толщины (25 см), поскольку в процессе работы реактора из-за неравномерного перемещения отдельных колонн графитовой кладки они могут сместиться относительно друг друга по высоте. Дальнейшее увеличение толщины этих блоков  нецелесообразно, так как радиационное энерговыделение в близлежащих к активной зоне листах металлоконструкций уже при этой толщине определяется захватным гамма-излучением, образующимся в самих листах металлоконструкций. При запроектированной толщине блоков температура листов металлоконструкций определяется не радиационным теплом, а теплом, переданным от стальных защитных блоков.

Периферийная часть верхнего перекрытия представляет собой металлические короба высотой 70 см, которые заполнены на первом блоке Ленинградской АЭС материалом ЖБСЦК, а на последующих более дешевым материал — смесь чугунной дроби (86% по массе) с серпентинитом.

В радиальном направлении за кожухом реактора располагается кольцевой бак с водой, которая снижает потоки излучения на бетон шахты; служит тепловым экраном; способствует охлаждению кожуха реактора; бак одновременно является опорой для верхней металлоконструкции. Пространство между баком и шахтой реактора засыпано обычным песком, что позволило сократить толщину бетона примерно на 75 см. Толщины и состав материалов защиты реактора РБМК в основных направлениях от активной зоны приведены в таблице 1.4.